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专利号: 2017107273431
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-04-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于河流监测的间接激励式压电俘能器,其特征在于:外筒内部经筋板安装有内壳,内壳由圆筒形的侧壁与其右侧的底壁构成,内壳的端口朝左,内壳的侧壁上的凸台经螺钉和压环均布地安装有压电振子和激励簧片,激励簧片两侧的压电振子数量相等且对称布置;压电振子由金属基板与其一侧的压电晶片粘接而成,金属基板靠近激励簧片安装;压电振子的自由端安装有被悬浮磁铁,激励簧片的自由端两侧安装有悬浮磁铁、调频质量块和受激磁铁,悬浮磁铁与被悬浮磁铁相对安装且安装在自由端靠近端部的位置,调频质量块和受激磁铁安装在激励簧片的自由端的端部且受激磁铁安装在靠近基板的一侧,被悬浮磁铁与悬浮磁铁的同性磁极相对安装;内壳由圆筒形的侧壁与其右侧的底壁构成,内壳的端口朝左,内壳的侧壁的左侧端口处安装有端盖,端盖和内壳的底壁斜凸台上安装有限位磁铁,限位磁铁与被悬浮磁铁的同性磁极相对安装;端盖的底壁右侧及内壳的底壁两侧的沉孔中分别镶嵌有轴承;端盖上与内壳底壁左侧的轴承中安装有滚筒,滚筒的两个不同的轴截面上都均布地镶嵌有激励磁铁,两个截面上的激励磁铁相对激励簧片的中心对称布置,激励磁铁的磁极沿滚筒的径向布置,激励磁铁与受激磁铁的异性磁极相对安装;滚筒的右侧设有滚盘,滚盘的右端面上均布地镶嵌有被驱磁铁;滚盘的左侧端面及端盖的底壁安装有缓冲簧片,缓冲簧片位于滚筒外侧且置于受激磁铁的运动路径上;内壳右侧的轴承内圈中安装有带叶片的轴套,轴套的左端面上均布地镶嵌有驱动磁铁,驱动磁铁与被驱磁铁几何中心的回转半径相同且异性磁极相对安装;压电振子安装前为平直结构、安装后由于磁力作用变为弯曲结构;激励簧片不发生弯曲变形时,激励簧片两侧压电振子的变形及受力状态分别相同;当利用外力使压电振子与限位磁铁相接触时,压电晶片上的最大压应力小于其许用压应力、压电振子端部的弯曲变形量不大于许用值

4 2

其中:B=1‑α+αβ,A=α(1‑β) ‑

3 2

4α(1‑β)+6α(1‑β)‑4α(1‑β)+1, α=hm/H,β=Em/Ep,hm为金属基板的厚度,H为压电振子的总厚度,Em和Ep分别为金属基板和压电晶片的杨氏模量,k31和 分别为压电材料的机电耦合系数和许用压应力,L为压电振子的长度。